Ano ang reaktibong paggalaw - isang kumpletong konsepto. Pagpapaandar ng jet

Ang turntable na ito ay maaaring tawaging unang steam jet turbine sa mundo.

rocket ng China

Mas maaga pa, maraming taon bago nag-imbento rin si Heron of Alexandria, China jet engine isang bahagyang naiibang aparato, na tinatawag na ngayon rocket ng paputok. Ang mga fireworks rocket ay hindi dapat malito sa kanilang mga pangalan - signal rockets, na ginagamit sa hukbo at hukbong-dagat, at inilunsad din sa mga pambansang pista opisyal sa ilalim ng dagundong ng mga paputok ng artilerya. Ang mga flare ay simpleng mga bala na na-compress mula sa isang sangkap na nasusunog na may kulay na apoy. Ang mga ito ay pinaputok mula sa malalaking kalibre ng pistola - mga rocket launcher.

Ang mga flare ay mga bala na na-compress mula sa isang sangkap na nasusunog na may kulay na apoy.

rocket ng China Ito ay isang karton o metal na tubo, sarado sa isang dulo at puno ng komposisyon ng pulbos. Kapag ang pinaghalong ito ay nag-apoy, ang isang stream ng mga gas na tumakas sa mataas na bilis mula sa bukas na dulo ng tubo ay nagiging sanhi ng rocket na lumipad sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng stream ng gas. Ang gayong rocket ay maaaring mag-alis nang walang tulong ng isang rocket launcher. Ang isang stick na nakatali sa rocket body ay ginagawang mas matatag at tuwid ang paglipad nito.

Mga paputok gamit ang Chinese rockets

Mga naninirahan sa dagat

Sa mundo ng hayop:

Matatagpuan din dito ang jet propulsion. Ang cuttlefish, octopus at ilang iba pang cephalopod ay walang palikpik o malakas na buntot, ngunit lumangoy na hindi mas malala kaysa sa iba. mga naninirahan sa dagat. Ang mga malalambot na nilalang na ito ay may medyo malawak na sako o lukab sa kanilang katawan. Ang tubig ay iginuhit sa lukab, at pagkatapos ay itinutulak ng hayop ang tubig na ito palabas nang napakalakas. Ang reaksyon ng inilabas na tubig ay nagiging sanhi ng paglangoy ng hayop sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng batis.

Ang octopus ay isang nilalang sa dagat na gumagamit ng jet propulsion

Bumagsak na pusa

Ngunit ang pinaka-kagiliw-giliw na paraan ng paggalaw ay ipinakita ng ordinaryong pusa.

Mga isang daan at limampung taon na ang nakalilipas, isang sikat na Pranses na pisiko Marcel Depres nakasaad:

Ngunit alam mo, ang mga batas ni Newton ay hindi ganap na totoo. Ang katawan ay maaaring gumalaw sa tulong ng mga panloob na puwersa, nang hindi umaasa sa anumang bagay o itinutulak ang anumang bagay.

Nasaan ang ebidensya, nasaan ang mga halimbawa? - tumutol ang mga nakikinig.

Gusto ng patunay? Kung gusto mo. Isang pusang aksidenteng nahulog sa bubong ay patunay! Kahit paano mahulog ang pusa, kahit ulo pababa, tiyak na tatayo ito sa lupa na may apat na paa. Ngunit ang isang bumabagsak na pusa ay hindi umaasa sa anumang bagay at hindi itinulak palayo sa anumang bagay, ngunit lumiliko nang mabilis at deftly. (Maaaring mapabayaan ang paglaban sa hangin - ito ay masyadong hindi gaanong mahalaga.)

Sa katunayan, alam ng lahat ito: pusa, bumabagsak; laging nakakabangon sa kanilang mga paa.

Ang mga pusa ay ginagawa ito nang katutubo, ngunit ang mga tao ay maaaring gawin ang parehong sinasadya. Ang mga swimmer na tumalon mula sa isang platform patungo sa tubig ay alam kung paano magsagawa ng isang kumplikadong pigura - isang triple somersault, iyon ay, lumiko ng tatlong beses sa hangin, at pagkatapos ay biglang tumuwid, itigil ang pag-ikot ng kanilang katawan at sumisid sa tubig sa isang tuwid na linya.

Ang parehong mga paggalaw, nang walang pakikipag-ugnayan sa anumang dayuhang bagay, ay maaaring obserbahan sa sirko sa panahon ng pagganap ng mga acrobats - aerial gymnast.

Pagganap ng mga acrobat - aerial gymnast

Ang nahuhulog na pusa ay nakuhanan ng larawan gamit ang isang film camera at pagkatapos ay sa screen ay sinuri nila, frame by frame, kung ano ang ginagawa ng pusa kapag lumipad ito sa hangin. Mabilis na pinaikot-ikot ng pusa ang paa nito. Ang pag-ikot ng paa ay nagiging sanhi ng isang tugon na paggalaw ng buong katawan, at ito ay lumiliko sa direksyon na kabaligtaran sa paggalaw ng paa. Ang lahat ay nangyayari sa mahigpit na alinsunod sa mga batas ni Newton, at ito ay salamat sa kanila na ang pusa ay nakakakuha sa kanyang mga paa.

Ang parehong bagay ay nangyayari sa lahat ng mga kaso kung saan ang isang buhay na nilalang, nang walang anumang maliwanag na dahilan, ay nagbabago ng paggalaw nito sa hangin.

bangkang jet

May ideya ang mga imbentor, bakit hindi gamitin ang kanilang paraan ng paglangoy mula sa cuttlefish. Nagpasya silang gumawa ng isang self-propelled na barko gamit ang jet engine. Ang ideya ay tiyak na magagawa. Totoo, walang tiwala sa tagumpay: ang mga imbentor ay nag-alinlangan kung ang ganoong bagay ay mangyayari bangkang jet mas mahusay kaysa sa isang regular na turnilyo. Ito ay kinakailangan upang gumawa ng isang eksperimento.

Jet boat - self-propelled vessel na may jet engine

Pinili nila ang isang lumang tug steamer, inayos ang katawan nito, inalis ang mga propeller, at naglagay ng water jet pump sa silid ng makina. Ang pump na ito ay nagbomba ng tubig sa dagat at sa pamamagitan ng isang tubo ay itinulak ito sa likod ng popa na may malakas na jet. Lumutang ang bapor, ngunit mas mabagal pa rin ang paggalaw nito kaysa sa bapor ng tornilyo. At ito ay ipinaliwanag nang simple: ang isang ordinaryong propeller ay umiikot sa likod ng popa, hindi pinipigilan, na may tubig lamang sa paligid nito; Ang tubig sa water-jet pump ay hinimok ng halos eksaktong parehong tornilyo, ngunit hindi na ito umiikot sa tubig, ngunit sa isang masikip na tubo. Naganap ang friction ng water jet sa mga dingding. Ang alitan ay nagpapahina sa presyon ng jet. Ang isang bapor na may water-jet propulsion ay lumayag nang mas mabagal kaysa sa isang screw-propelled at nakakonsumo ng mas maraming gasolina.

Gayunpaman, hindi nila pinabayaan ang pagtatayo ng naturang mga bapor: mayroon silang mahahalagang pakinabang. Ang isang bangka na nilagyan ng propeller ay dapat maupo nang malalim sa tubig, kung hindi, ang propeller ay walang silbi na bubula ang tubig o iikot sa hangin. Samakatuwid, ang mga screw steamer ay natatakot sa mga mababaw at riffles; hindi sila makapaglayag sa mababaw na tubig. At ang mga water-jet steamer ay maaaring gawin na mababaw-draft at flat-bottomed: hindi nila kailangan ng lalim - kung saan pupunta ang bangka, pupunta ang water-jet steamer.

Ang mga unang water-jet boat sa Unyong Sobyet ay itinayo noong 1953 sa Krasnoyarsk shipyard. Ang mga ito ay idinisenyo para sa maliliit na ilog kung saan ang mga ordinaryong steamboat ay hindi maaaring mag-navigate.

Ang mga inhinyero, imbentor at siyentipiko ay nagsimulang mag-aral ng jet propulsion lalo na nang masigasig noong mga baril. Ang mga unang baril - lahat ng uri ng pistola, musket at self-propelled na baril - ay tumama nang malakas sa balikat ng isang tao sa bawat putok. Pagkaraan ng ilang dosenang mga putok, nagsimulang sumakit ang balikat nang labis na hindi na nakatutok ang sundalo. Ang mga unang kanyon - squeaks, unicorns, culverins at bombards - tumalon pabalik kapag pinaputok, kaya nangyari na ang mga gunner-artillerymen ay baldado kung wala silang oras upang umiwas at tumalon sa gilid.

Ang pag-urong ng baril ay nakasagabal sa tumpak na pagbaril, dahil ang baril ay pumikit bago umalis ang cannonball o granada sa bariles. Itinapon nito ang pangunguna. Ang pamamaril ay naging walang layunin.

Pamamaril gamit ang mga baril

Ang mga inhinyero ng ordnance ay nagsimulang labanan ang pag-urong higit sa apat na raan at limampung taon na ang nakalilipas. Una, ang karwahe ay nilagyan ng coulter, na bumagsak sa lupa at nagsilbing isang malakas na suporta para sa baril. Pagkatapos ay naisip nila na kung ang baril ay maayos na nakasuporta mula sa likod, upang walang lugar para sa ito upang gumulong, pagkatapos ay ang pag-urong ay mawawala. Ngunit ito ay isang pagkakamali. Ang batas ng konserbasyon ng momentum ay hindi isinasaalang-alang. Nabasag ng mga baril ang lahat ng suporta, at ang mga karwahe ay naging maluwag na ang baril ay naging hindi angkop para sa gawaing panlaban. Pagkatapos ay napagtanto ng mga imbentor na ang mga batas ng paggalaw, tulad ng anumang mga batas ng kalikasan, ay hindi maaaring gawing muli sa kanilang sariling paraan, maaari lamang silang "malinlang" sa tulong ng agham - mekanika.

Nag-iwan sila ng isang medyo maliit na opener sa karwahe para sa suporta, at inilagay ang bariles ng kanyon sa isang "sled" upang isang bariles lamang ang gumulong, at hindi ang buong baril. Ang bariles ay konektado sa isang piston ng compressor, na gumagalaw sa silindro nito sa parehong paraan tulad ng piston ng steam engine. Ngunit sa silindro ng isang steam engine mayroong singaw, at sa isang gun compressor mayroong langis at isang spring (o naka-compress na hangin).

Kapag ang baril ng baril ay gumulong pabalik, pinipiga ng piston ang spring. Sa oras na ito, ang langis ay pinipilit sa pamamagitan ng maliliit na butas sa piston sa kabilang panig ng piston. Ang malakas na alitan ay nangyayari, na bahagyang sumisipsip sa paggalaw ng rolling barrel, na ginagawa itong mas mabagal at mas makinis. Pagkatapos ay itinutuwid ng naka-compress na spring at ibinalik ang piston, at kasama nito ang baril ng baril, sa orihinal na lugar nito. Ang langis ay pumipindot sa balbula, binubuksan ito at malayang dumadaloy pabalik sa ilalim ng piston. Sa panahon ng mabilis na sunog, ang baril ng baril ay halos patuloy na gumagalaw pabalik-balik.

Sa isang gun compressor, ang recoil ay nasisipsip ng friction.

Muzzle preno

Nang tumaas ang lakas at hanay ng mga baril, hindi sapat ang compressor para ma-neutralize ang recoil. Inimbento ito para tulungan siya nguso ng preno.

Ang muzzle brake ay isang maikling steel pipe lamang na naka-mount sa dulo ng barrel at nagsisilbing pagpapatuloy nito. Ang diameter nito ay mas malaki kaysa sa diameter ng bariles, at samakatuwid ay hindi ito sa anumang paraan makagambala sa projectile na lumilipad palabas ng bariles. Ang ilang mga pahaba na butas ay pinutol sa paligid ng circumference ng mga dingding ng tubo.

Muzzle brake - binabawasan ang pag-urong ng baril

Ang mga pulbos na gas na lumilipad palabas sa baril ng baril kasunod ng projectile ay agad na lumihis sa mga gilid, at ang ilan sa mga ito ay nahuhulog sa mga butas ng muzzle brake. Ang mga gas na ito ay tumama sa mga dingding ng mga butas na may malaking puwersa, ay tinataboy mula sa kanila at lumipad palabas, ngunit hindi pasulong, ngunit bahagyang nakatagilid at paatras. Sa parehong oras, sila ay pumipilit pasulong sa mga dingding at itulak ang mga ito, at kasama nila ang buong bariles ng baril. Tinutulungan nila ang pagsubaybay ng apoy dahil malamang na nagiging sanhi sila ng pag-roll forward ng bariles. At habang nasa barrel sila, itinulak nila pabalik ang baril. Ang muzzle brake ay makabuluhang nababawasan at nakababawas sa pag-urong.

Ang ibang mga imbentor ay kumuha ng ibang ruta. Sa halip na makipag-away reaktibong paggalaw ng bariles at subukang patayin ito, nagpasya silang gamitin ang rollback ng baril sa magandang epekto. Ang mga imbentor na ito ay lumikha ng maraming uri ng mga awtomatikong armas: mga riple, pistola, machine gun at mga kanyon, kung saan ang recoil ay nagsisilbing ilabas ang ginastos na cartridge case at i-reload ang armas.

Rocket artilerya

Hindi mo kailangang labanan ang pag-urong, ngunit gamitin ito: pagkatapos ng lahat, ang aksyon at reaksyon (recoil) ay katumbas, pantay sa mga karapatan, pantay sa magnitude, kaya hayaan reaktibong pagkilos ng mga pulbos na gas, sa halip na itulak ang baril ng baril pabalik, ipinadala ang projectile pasulong patungo sa target. Ito ay kung paano ito nilikha rocket artilerya. Sa loob nito, ang isang jet ng mga gas ay tumama hindi pasulong, ngunit paatras, na lumilikha ng isang forward-directed na reaksyon sa projectile.

Para sa rocket gun ang mahal at mabigat na bariles ay lumalabas na hindi kailangan. Ang isang mas mura, simpleng bakal na tubo ay perpektong gumagana upang idirekta ang paglipad ng projectile. Maaari mong gawin nang walang tubo, at gawin ang projectile slide kasama ang dalawang metal slats.

Sa disenyo nito, ang isang rocket projectile ay katulad ng isang fireworks rocket, ito ay mas malaki lamang sa laki. Sa bahagi ng ulo nito, sa halip na isang komposisyon para sa isang kulay na sparkler, isang paputok na singil ng mahusay na mapanirang kapangyarihan ang inilalagay. Ang gitna ng projectile ay puno ng pulbura, na, kapag sinunog, ay lumilikha ng isang malakas na daloy ng mga mainit na gas na nagtutulak sa projectile pasulong. Sa kasong ito, ang pagkasunog ng pulbura ay maaaring tumagal ng isang makabuluhang bahagi ng oras ng paglipad, at hindi lamang sa maikling panahon habang ang isang ordinaryong projectile ay sumusulong sa bariles ng isang ordinaryong baril. Ang pagbaril ay hindi sinamahan ng gayong malakas na tunog.

Ang rocket artilerya ay hindi mas bata kaysa sa ordinaryong artilerya, at marahil ay mas matanda pa: ang mga sinaunang Tsino at Arabic na mga aklat na isinulat mahigit isang libong taon na ang nakalilipas ay nag-uulat sa paggamit ng mga rocket sa labanan.

Sa mga paglalarawan ng mga labanan sa mga susunod na panahon, hindi, hindi, at magkakaroon ng pagbanggit ng mga missile ng labanan. Nang masakop ng mga tropang British ang India, ang mga mandirigmang rocket ng India, kasama ang kanilang mga arrow na may apoy, ay natakot sa mga mananakop na British na umalipin sa kanilang tinubuang-bayan. Para sa mga British sa oras na iyon, ang mga sandata ng jet ay isang bago.

Mga rocket grenade na naimbento ng heneral K. I. Konstantinov, ang matapang na tagapagtanggol ng Sevastopol noong 1854-1855 ay tinanggihan ang mga pag-atake ng mga tropang Anglo-Pranses.

Rocket

Ang malaking kalamangan sa maginoo na artilerya - hindi na kailangang magdala ng mabibigat na baril - naakit ang atensyon ng mga pinuno ng militar sa rocket artilerya. Ngunit ang isang pantay na malaking sagabal ay pumigil sa pagpapabuti nito.

Ang katotohanan ay ang propelling charge, o, gaya ng dati nilang sinasabi, ang force charge, ay maaari lamang gawin mula sa itim na pulbos. At ang itim na pulbos ay mapanganib na hawakan. Ito ay nangyari sa panahon ng produksyon mga misil sumabog ang propellant at namatay ang mga manggagawa. Minsan ang rocket ay sumabog sa paglunsad, na pinatay ang mga gunner. Ang paggawa at paggamit ng gayong mga armas ay mapanganib. Kaya naman hindi na ito naging laganap.

Ang gawain na matagumpay na nagsimula, gayunpaman, ay hindi humantong sa pagtatayo ng isang interplanetary spacecraft. Ang mga pasistang Aleman ay naghanda at nagpakawala ng isang madugong digmaang pandaigdig.

Misil

Ang mga pagkukulang sa paggawa ng mga rocket ay inalis ng mga taga-disenyo at imbentor ng Sobyet. Sa panahon ng Great Patriotic War, binigyan nila ang ating hukbo ng mahusay na mga sandata ng rocket. Ang mga mortar ng bantay ay itinayo - "Katyusha" at RS ("eres") ay naimbento - mga rocket.

Misil

Sa mga tuntunin ng kalidad, ang artilerya ng rocket ng Sobyet ay nalampasan ang lahat ng mga dayuhang modelo at nagdulot ng napakalaking pinsala sa mga kaaway.

Ang pagtatanggol sa Inang Bayan, ang mga taong Sobyet ay pinilit na ilagay ang lahat ng mga tagumpay ng teknolohiya ng rocket sa serbisyo ng depensa.

Sa mga pasistang estado, maraming mga siyentipiko at inhinyero, bago pa man ang digmaan, ay masinsinang gumagawa ng mga proyekto para sa hindi makataong mga sandata ng pagsira at malawakang pagpatay. Ito ang kanilang itinuring na layunin ng agham.

Self-driving na sasakyang panghimpapawid

Sa panahon ng digmaan, ang mga inhinyero ni Hitler ay nagtayo ng ilang daan sasakyang panghimpapawid na nagmamaneho sa sarili: V-1 projectiles at V-2 rockets. Ang mga ito ay mga shell na hugis tabako, 14 metro ang haba at 165 sentimetro ang lapad. Ang nakamamatay na tabako ay tumitimbang ng 12 tonelada; kung saan 9 tonelada ay gasolina, 2 tonelada ay pambalot at 1 tonelada ay pampasabog. Ang "V-2" ay lumipad sa bilis na hanggang 5,500 kilometro bawat oras at maaaring tumaas sa taas na 170-180 kilometro.

Ang mga paraan ng pagsira na ito ay hindi naiiba sa katumpakan ng hit at angkop lamang para sa pagpapaputok sa malalaking target gaya ng malalaki at mataong lungsod. Ginawa ng mga pasistang Aleman ang V-2 200-300 kilometro mula sa London sa paniniwalang malaki ang lungsod - tatama ito sa isang lugar!

Hindi malamang na maisip ni Newton na ang kanyang nakakatawang karanasan at ang mga batas ng paggalaw na natuklasan niya ay magiging batayan ng mga sandata na nilikha ng makahayop na galit sa mga tao, at ang buong bloke ng London ay magiging mga guho at magiging libingan ng mga taong nahuli ng pagsalakay ng bulag na "FAU".

sasakyang pangkalawakan

Sa loob ng maraming siglo, pinahahalagahan ng mga tao ang pangarap na lumipad sa interplanetary space, ng pagbisita sa Buwan, misteryosong Mars at maulap na Venus. Maraming science fiction na nobela, nobela at maikling kwento ang naisulat sa paksang ito. Ipinadala ng mga manunulat ang kanilang mga bayani sa kalangitan sa mga sinanay na swans, sa mga hot air balloon, sa mga bala ng kanyon, o sa ilang iba pang hindi kapani-paniwalang paraan. Gayunpaman, ang lahat ng mga paraan ng paglipad na ito ay batay sa mga imbensyon na walang suporta sa agham. Naniniwala lamang ang mga tao na balang araw ay makakaalis sila sa ating planeta, ngunit hindi nila alam kung paano nila ito magagawa.

Kahanga-hangang siyentipiko Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky noong 1903 sa unang pagkakataon nagbigay ng siyentipikong batayan sa ideya ng paglalakbay sa kalawakan. Pinatunayan niya na ang mga tao ay maaaring umalis sa mundo at isang rocket ang magsisilbing sasakyan para dito, dahil ang rocket ay ang tanging makina na hindi nangangailangan ng anumang panlabas na suporta para sa paggalaw nito. kaya lang rocket may kakayahang lumipad sa walang hangin na espasyo.

Pinatunayan ng siyentipiko na si Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky na ang mga tao ay maaaring umalis sa mundo sa isang rocket

Sa mga tuntunin ng istraktura nito, ang spacecraft ay dapat na katulad ng isang rocket, tanging sa ulo nito ay magkakaroon ng isang cabin para sa mga pasahero at mga instrumento, at ang natitirang espasyo ay sasakupin ng isang supply ng nasusunog na pinaghalong at isang makina.

Upang bigyan ang barko ng kinakailangang bilis, kinakailangan ang tamang gasolina. Ang pulbura at iba pang mga pampasabog ay hindi nangangahulugang angkop: pareho silang mapanganib at mabilis na nasusunog, hindi nagbibigay ng pangmatagalang paggalaw. Inirerekomenda ni K. E. Tsiolkovsky ang paggamit ng likidong gasolina: alkohol, gasolina o tunaw na hydrogen, nasusunog sa isang stream ng purong oxygen o ilang iba pang ahente ng oxidizing. Kinilala ng lahat ang kawastuhan ng payo na ito, dahil hindi nila alam ang pinakamahusay na gasolina sa oras na iyon.

Ang unang rocket na may likidong gasolina, na tumitimbang ng labing-anim na kilo, ay nasubok sa Alemanya noong Abril 10, 1929. Lumipad sa himpapawid ang experimental rocket at nawala sa paningin bago ma-trace ng imbentor at lahat ng naroroon kung saan ito lumipad. Hindi posible na mahanap ang rocket pagkatapos ng eksperimento. Sa susunod na pagkakataon, nagpasya ang imbentor na "outsmart" ang rocket at itinali ang isang lubid na apat na kilometro ang haba dito. Umalis ang rocket, kinaladkad ang buntot nito sa likod nito. Inilabas niya ang dalawang kilometrong lubid, naputol ito at sinundan ang kanyang hinalinhan sa hindi kilalang direksyon. At ang takas na ito ay hindi rin matagpuan.

Ang jet propulsion ay batay sa recoil principle. Sa isang rocket, kapag nasusunog ang gasolina, ang mga gas na pinainit sa isang mataas na temperatura ay inilalabas mula sa nozzle sa isang mataas na bilis ng U na may kaugnayan sa rocket. Tukuyin natin ang masa ng mga ejected gas sa pamamagitan ng m, at ang masa ng rocket pagkatapos ng pag-agos ng mga gas sa pamamagitan ng M. Pagkatapos para sa closed system na "rocket + gases" maaari nating isulat batay sa batas ng konserbasyon ng momentum (sa pamamagitan ng pagkakatulad sa ang problema ng pagpapaputok ng baril):, V = - kung saan V - ang bilis ng rocket pagkatapos ng mga maubos na gas.

Dito ay ipinapalagay na ang paunang bilis ng rocket ay zero.

Ang resultang pormula para sa bilis ng rocket ay may bisa lamang sa ilalim ng kondisyon na ang buong masa ng sinunog na gasolina ay ilalabas mula sa rocket sa parehong oras. Sa katunayan, ang pag-agos ay nangyayari nang paunti-unti sa buong panahon ng pinabilis na paggalaw ng rocket. Ang bawat kasunod na bahagi ng gas ay pinalabas mula sa rocket, na nakakuha na ng isang tiyak na bilis.

Upang makakuha ng tumpak na formula, ang proseso ng pag-agos ng gas mula sa isang rocket nozzle ay kailangang isaalang-alang nang mas detalyado. Hayaang ang rocket sa oras na t ay may mass M at gumagalaw nang may bilis na V. Sa maikling panahon ng Dt, isang tiyak na bahagi ng gas ang ilalabas mula sa rocket na may relatibong bilis na U. Ang rocket sa sandaling t + Dt ay magkakaroon ng isang bilis at ang masa nito ay magiging katumbas ng M + DM , kung saan ang DM< 0 (рис. 1.17.3 (2)). Масса выброшенных газов будет, очевидно, равна -ДM >0. Ang bilis ng mga gas sa inertial frame OX ay magiging katumbas ng V+U. Ilapat natin ang batas ng konserbasyon ng momentum. Sa sandali ng oras t + Дt, ang momentum ng rocket ay katumbas ng ()(M + ДМ) at ang momentum ng mga ibinubuga na gas ay katumbas ng Sa sandali ng oras t, ang momentum ng buong sistema ay katumbas ng MV. Ipagpalagay na ang sistema ng "rocket + gases" ay sarado, maaari nating isulat:

Maaaring mapabayaan ang halaga, dahil |DM|<< M. Разделив обе части последнего соотношения на Дt и перейдя к пределу при Дt >0, nakukuha namin

Ang halaga ay pagkonsumo ng gasolina bawat yunit ng oras. Ang dami ay tinatawag na reactive thrust force F p Ang reactive thrust force ay kumikilos sa rocket mula sa gilid ng mga umaagos na gas, ito ay nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa kamag-anak na bilis. ratio

nagpapahayag ng pangalawang batas ni Newton para sa isang katawan ng variable na masa. Kung ang mga gas ay inilabas mula sa rocket nozzle na mahigpit na paatras (Larawan 1.17.3), kung gayon sa scalar form ang relasyon na ito ay nasa anyo:

kung saan u ang relatibong velocity module. Gamit ang mathematical operation ng integration, mula sa relasyong ito makakakuha tayo ng formula para sa final speed x ng rocket:

kung saan ang ratio ng inisyal at panghuling masa ng rocket. Ang formula na ito ay tinatawag na Tsiolkovsky formula. Ito ay sumusunod mula dito na ang huling bilis ng rocket ay maaaring lumampas sa kamag-anak na bilis ng pag-agos ng mga gas. Dahil dito, ang rocket ay maaaring mapabilis sa mataas na bilis na kinakailangan para sa mga flight sa kalawakan. Ngunit ito ay makakamit lamang sa pamamagitan ng pagkonsumo ng isang makabuluhang masa ng gasolina, na bumubuo ng isang malaking proporsyon ng paunang masa ng rocket. Halimbawa, upang makamit ang unang cosmic velocity x = x 1 = 7.9 10 3 m/s sa u = 3 10 3 m/s (ang mga bilis ng pag-agos ng gas sa panahon ng pagkasunog ng gasolina ay nasa pagkakasunud-sunod na 2-4 km/s), ang panimulang masa ng isang yugto Ang rocket ay dapat na humigit-kumulang 14 na beses sa huling masa nito. Upang makamit ang huling bilis x = 4u ang ratio ay dapat na = 50.

Ang isang makabuluhang pagbawas sa masa ng paglulunsad ng isang rocket ay maaaring makamit kapag gumagamit ng mga multi-stage na rocket, kapag ang mga yugto ng rocket ay pinaghiwalay habang ang gasolina ay nasusunog. Ang masa ng mga lalagyan na naglalaman ng gasolina, mga ginamit na makina, mga sistema ng kontrol, atbp. ay hindi kasama sa proseso ng kasunod na pagpapabilis ng rocket. Ito ay kasama sa landas ng paglikha ng mga matipid na multi-stage na rocket na binuo ng modernong rocket science.

Ang batas ng konserbasyon ng momentum ay may malaking kahalagahan para sa pag-aaral ng jet propulsion.

Sa ilalim pagpapaandar ng jet nauunawaan ang paggalaw ng isang katawan na nangyayari kapag ang ilang bahagi nito ay nahiwalay sa isang tiyak na bilis na may kaugnayan dito. (Halimbawa, kapag ang mga produkto ng pagkasunog ay umaagos mula sa nozzle ng isang jet aircraft). Sa kasong ito, ang tinatawag na Reaktibong puwersa tinutulak ang katawan.

Ang reaktibong paggalaw ay maaaring obserbahan nang napakasimple. Palakihin ang bola ng goma ng bata at bitawan ito. Mabilis na lilipad ang bola (Larawan 5.4). Ang kilusan, gayunpaman, ay maikli ang buhay. Ang reaktibong puwersa ay kumikilos lamang hangga't nagpapatuloy ang pag-agos ng hangin. Ang pangunahing tampok ng reaktibong puwersa ay na ito ay lumitaw bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga bahagi ng system nang walang anumang pakikipag-ugnayan sa mga panlabas na katawan. Sa aming halimbawa, lumilipad ang bola dahil sa pakikipag-ugnayan sa daloy ng hangin na umaagos palabas dito. Ang puwersa na nagbibigay ng acceleration sa isang pedestrian sa lupa, isang steamship sa tubig o isang propeller-driven na eroplano sa hangin ay lumitaw lamang dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga katawan na ito sa lupa, tubig o hangin.

Isaalang-alang natin ang mga halimbawa ng paglutas ng mga problema sa paglalapat ng batas ng konserbasyon ng momentum at reaktibong paggalaw.

1. Ang isang kotse na tumitimbang ng 10 tonelada na may awtomatikong pagkabit, na gumagalaw sa bilis na 12 m/s, ay nakahabol sa parehong kotse na tumitimbang ng 20 tonelada, na gumagalaw sa bilis na 6 m/s, at nagsasama nito. Sa karagdagang paglipat, ang parehong mga kotse ay bumangga sa isang ikatlong kotse na tumitimbang ng 7.5 tonelada na nakatayo sa riles. Hanapin ang bilis ng paggalaw ng mga sasakyan sa iba't ibang seksyon ng track. Huwag pansinin ang alitan.

Ibinigay: m 1 = 10 kg m 2= 20 kg m 3= 7.5 kg 1 =12m/s 2 = 6m/s	Solusyon: Batay sa batas ng konserbasyon ng momentum, mayroon tayong , Nasaan ang kabuuang bilis ng paggalaw ng dalawang sasakyan, - tatlong sasakyan. Ang paglutas ng equation, nakita natin Mula sa equation nakita natin ang Substitute numerical values = (10 10 3 12+ 20 6) / (10 +20 ) = 8 (m/s) = 6.4 m/s Sagot:= 8 m/s; = 6.4 m/s
-? -?

2. Isang bala ang lumipad palabas ng rifle sa bilis n = 900 m/s. Hanapin ang bilis ng rifle sa panahon ng pag-urong kung ang masa nito m 500 beses ang bigat ng bala m P.

Ibinigay: n = 900m/s m sa = 500 m P

Solusyon: Ang momentum ng rifle na may bala bago ang pagbaril ay zero. Dahil maaari nating ipagpalagay na ang sistema ng rifle-bullet ay nakahiwalay kapag pinaputok (ang mga panlabas na puwersa na kumikilos sa sistema ay hindi zero, ngunit kanselahin ang bawat isa), ang momentum nito ay mananatiling hindi nagbabago. Ang pagkakaroon ng inaasahang lahat ng mga impulses sa isang axis na kahanay sa bilis ng bala at kasabay nito sa direksyon, maaari naming isulat

; mula rito

. sa = -

Ang tanda na "-" ay nagpapahiwatig na ang direksyon ng bilis ng rifle ay kabaligtaran sa direksyon ng bilis ng bala. Sagot: sa =

V -?

3. Isang granada na lumilipad sa bilis = 15 m/s ang sumabog sa dalawang bahagi na may masa m 1 = 6kg at m 2 = 14kg. Ang bilis ng mas malaking fragment 2 = 24 m/s ay nakadirekta sa parehong direksyon tulad ng bilis ng granada bago ang pagsabog. Hanapin ang direksyon at magnitude ng bilis ng mas maliit na fragment.

Dahil ang mga direksyon ng mga bilis at 2 ay nagtutugma, ang bilis 1 ay magkakaroon ng alinman sa pareho

direksyon o sa kabilang direksyon. Ihanay natin ang coordinate axis sa direksyong ito,

pagkuha ng direksyon ng mga vector at 2 bilang positibong direksyon ng axis. Idisenyo natin ang equation

tumuon sa napiling coordinate axis. Nakukuha namin ang scalar equation

Palitan natin ang mga numerical na halaga at kalkulahin:

Ang sign na "-" ay nagpapahiwatig na ang bilis 1 ay nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng paglipad ng granada.

Sagot:

4. Dalawang bola ng masa, na m 1=0.5 kg at m 2=0.2 kg, lumipat sa isang makinis na pahalang na ibabaw patungo sa isa't isa na may mga bilis at . Tukuyin ang kanilang bilis pagkatapos ng gitnang ganap na hindi nababanat na epekto.

Ibinigay: m 1=0.5 kg m 2=0.2 kg

Solusyon Aksis OH idirekta natin ang isang linya na dumadaan sa mga sentro ng gumagalaw na bola sa direksyon ng bilis. Pagkatapos ng isang ganap na hindi nababanat na banggaan, ang mga bola ay gumagalaw sa parehong bilis. Dahil kasama ang axis OH ang mga panlabas na puwersa ay hindi kumikilos (walang alitan), kung gayon ang kabuuan ng mga projection ng mga impulses sa axis na ito ay napanatili (ang kabuuan ng mga projection ng mga impulses ng parehong mga bola bago ang epekto ay katumbas ng projection ng kabuuang impulse ng system pagkatapos ng epekto).

- ?

Mula noong , at , pagkatapos .

Pagkatapos ng impact, lilipat ang mga bola sa negatibong direksyon ng axis OH sa bilis na 0.4 m/s.

Sagot:= 0.4 m/s

5. Dalawang plasticine ball na ang mass ratio ay m2/m1=4, pagkatapos ng banggaan ay nagkadikit sila at nagsimulang gumalaw sa isang makinis na pahalang na ibabaw na may bilis (tingnan ang figure). Tukuyin ang bilis ng magaan na bola bago ang banggaan kung ito ay gumagalaw nang 3 beses na mas mabilis kaysa sa mabigat (), at ang mga direksyon ng paggalaw ng mga bola ay magkaparehong patayo. Huwag pansinin ang alitan.

Isulat natin ang equation na ito sa mga projection sa axis OH At OY, isinasagawa hangga't

ipinapakita sa larawan: ,

Simula noon .

Ang velocity module ay katumbas ng: .

Kaya, samakatuwid, .

Mga gawain para sa malayang solusyon

1. Dalawang bola ng masa, na m 1 At m 2, gumagalaw sa isang makinis na pahalang na ibabaw patungo sa isa't isa nang may mga bilis at . Tukuyin ang kanilang bilis pagkatapos ng gitnang ganap na hindi nababanat na epekto.

Hindi. var

m 1

m 2

2. sasakyang pangmasa m 1 na may awtomatikong pagkabit, gumagalaw nang mabilis , humahabol sa isang kotse na may parehong masa m 2 , gumagalaw nang mabilis , at sumusunod dito. Sa karagdagang paggalaw, ang parehong mga kotse ay bumangga sa ikatlong kotse ng masa na nakatayo sa riles m 3 . Hanapin ang bilis ng paggalaw ng mga sasakyan sa iba't ibang seksyon ng track. Huwag pansinin ang alitan.

Hindi. var

m 1

m 2

m 3

3. lutasin ang mga problema

Opsyon 1,6,11,16,21,26 gawain Blg

Opsyon 2,7,12,17,22,27 gawain Blg. 5

Opsyon 3,8,13,18,23,28 gawain Blg. 6

Opsyon 4,9,14,19,24,29 gawain Blg. 7

Mga Pagpipilian 5,10,15,20,25,30 gawain Blg

4. Isang taong nakatayo sa yelo na tumitimbang m 1=60 kg ang nakakakuha ng bola na may masa m 2=0.50 kg, na lumilipad nang pahalang sa bilis na =20m/s. Gaano kalayo ang isang tao na may bola gumulong sa isang pahalang na ibabaw ng yelo kung ang koepisyent ng friction k=0,050?

5. Ang isang bala na tumitimbang ng 10 g ay pinaputok mula sa isang rifle na tumitimbang ng 4.0 kg sa bilis na 700 m/s. Ano ang bilis ng pag-urong ng isang rifle kapag pinaputok kung ito ay sinuspinde nang pahalang sa pamamagitan ng mga kuwerdas? Gaano kataas ang pagtaas ng riple pagkatapos ng pagpapaputok?

6. Ang isang projectile na tumitimbang ng 4.0 kg ay lumilipad palabas ng baril sa isang pahalang na direksyon sa bilis na 1000 m/s. Tukuyin ang average na puwersa ng paglaban ng mga recoil device kung ang haba ng recoil ng bariles kasama ang mga gabay ng isang nakatigil na baril ay 1.0 m, at ang bigat ng bariles ay 320 kg.

7. Isang rocket na ang masa ay walang gasolina m 1=400 g, kapag nasusunog ang gasolina ito ay tumataas sa taas h=125m. Timbang ng gasolina m 2=50g. matukoy ang rate ng mga gas na umaalis sa rocket, sa pag-aakala na ang pagkasunog ng gasolina ay nangyayari kaagad.

8. Balsa ng masa m 1 = 400kg at haba l=10m ay nagpapahinga sa tahimik na tubig. Dalawang batang lalaki na may masa m 2=60 kg at m 3 = Ang 40 kg na nakatayo sa magkabilang dulo ng balsa ay sabay-sabay na nagsisimulang lumipat patungo sa isa't isa sa parehong bilis at huminto kapag nagkita sila. Hanggang saan aabot ang balsa?

Pagpapaandar ng jet. Ang formula ni Tsiolkovsky.

Ang jet propulsion ay batay sa recoil principle. Sa isang rocket, kapag nasusunog ang gasolina, ang mga gas na pinainit sa isang mataas na temperatura ay inilalabas mula sa nozzle sa isang mataas na bilis ng U na may kaugnayan sa rocket. Tukuyin natin ang masa ng mga ejected gas sa pamamagitan ng m, at ang masa ng rocket pagkatapos ng pag-agos ng mga gas sa pamamagitan ng M. Pagkatapos para sa closed system na "rocket + gases" maaari nating isulat batay sa batas ng konserbasyon ng momentum (sa pamamagitan ng pagkakatulad sa ang problema ng pagpapaputok ng baril): , V= - kung saan V – ang bilis ng rocket pagkatapos ng mga gas na tambutso.

Dito ay ipinapalagay na ang paunang bilis ng rocket ay zero.

Upang makakuha ng tumpak na formula, ang proseso ng pag-agos ng gas mula sa isang rocket nozzle ay kailangang isaalang-alang nang mas detalyado. Hayaang ang rocket sa oras na t ay may mass M at gumagalaw nang may bilis na V. Sa maikling panahon Δt, isang tiyak na bahagi ng gas ang ilalabas mula sa rocket na may relatibong bilis na U. Ang rocket sa sandaling t + Δt ay magkakaroon ng isang bilis at ang masa nito ay magiging katumbas ng M + ΔM , kung saan ang ΔM< 0 (рис. 1.17.3 (2)). Масса выброшенных газов будет, очевидно, равна –ΔM >0. Ang bilis ng mga gas sa inertial frame OX ay magiging katumbas ng V+U. Ilapat natin ang batas ng konserbasyon ng momentum. Sa sandali ng oras t + Δt ang momentum ng rocket ay katumbas ng ()(M + ΔM) at ang momentum ng mga ibinubuga na gas ay katumbas ng

Ma = μu,

kung saan u ang relatibong velocity module. Gamit ang mathematical operation ng integration, mula sa relasyong ito makakakuha tayo ng formula para sa huling bilis υ ng rocket:

kung saan ang ratio ng inisyal at panghuling masa ng rocket. Ang formula na ito ay tinatawag na Tsiolkovsky formula. Ito ay sumusunod mula dito na ang huling bilis ng rocket ay maaaring lumampas sa kamag-anak na bilis ng pag-agos ng mga gas. Dahil dito, ang rocket ay maaaring mapabilis sa mataas na bilis na kinakailangan para sa mga flight sa kalawakan. Ngunit ito ay makakamit lamang sa pamamagitan ng pagkonsumo ng isang makabuluhang masa ng gasolina, na bumubuo ng isang malaking proporsyon ng paunang masa ng rocket. Halimbawa, upang makamit ang unang cosmic velocity υ = υ 1 = 7.9 10 3 m/s sa u = 3 10 3 m/s (ang mga bilis ng pag-agos ng gas sa panahon ng pagkasunog ng gasolina ay nasa pagkakasunud-sunod na 2–4 km/s), ang panimulang masa ng isang yugto Ang rocket ay dapat na humigit-kumulang 14 na beses sa huling masa nito. Upang makamit ang huling bilis υ = 4u ang ratio ay dapat na = 50.

Ngayon, karamihan sa mga tao, siyempre, ay pangunahing iniuugnay ang jet propulsion sa mga pinakabagong pang-agham at teknikal na pag-unlad. Mula sa mga aklat-aralin sa pisika alam natin na sa pamamagitan ng "reaktibo" ay nangangahulugang paggalaw na nangyayari bilang resulta ng paghihiwalay ng anumang bahagi nito mula sa isang bagay (katawan). Nais ng tao na umakyat sa kalangitan sa mga bituin, nais niyang lumipad, ngunit natupad niya ang kanyang pangarap lamang sa pagdating ng jet aircraft at stepped spaceships, na may kakayahang maglakbay sa malalayong distansya, bumilis sa supersonic na bilis, salamat sa mga modernong jet engine na naka-install sa kanila. Ang mga taga-disenyo at inhinyero ay nagkakaroon ng posibilidad na gumamit ng jet propulsion sa mga makina. Ang mga manunulat ng science fiction ay hindi rin nanindigan, na nag-aalok ng mga hindi kapani-paniwalang ideya at paraan upang makamit ang layuning ito. Nakakagulat, ang prinsipyong ito ng paggalaw ay laganap sa wildlife. Tumingin lamang sa paligid, mapapansin mo ang mga naninirahan sa mga dagat at lupa, kung saan mayroong mga halaman, ang batayan ng kung saan ang paggalaw ay ang reaktibong prinsipyo.

Kwento

Kahit noong sinaunang panahon, pinag-aralan at sinuri ng mga siyentipiko nang may interes ang mga phenomena na nauugnay sa jet motion sa kalikasan. Ang isa sa mga unang nagpatunay at naglalarawan ng kakanyahan nito ayon sa teorya ay si Heron, isang mekaniko at teorista ng Sinaunang Greece, na nag-imbento ng unang makina ng singaw, na ipinangalan sa kanya. Ang mga Tsino ay nakahanap ng mga praktikal na aplikasyon para sa reaktibong pamamaraan. Sila ang una, na kinuha bilang batayan ang paraan ng paggalaw ng cuttlefish at mga octopus, na nag-imbento ng mga rocket noong ika-13 siglo. Ginamit ang mga ito sa mga paputok, na gumagawa ng isang mahusay na impresyon, at gayundin bilang mga signal flare, at posibleng mga misil ng militar na ginamit bilang rocket artilery. Sa paglipas ng panahon, ang teknolohiyang ito ay dumating sa Europa.

Ang pioneer ng makabagong panahon ay si N. Kibalchich, na gumawa ng disenyo para sa isang prototype na sasakyang panghimpapawid na may jet engine. Siya ay isang natatanging imbentor at isang kumbinsido na rebolusyonaryo, kung saan siya ay ikinulong. Habang nasa kulungan siya gumawa ng kasaysayan sa pamamagitan ng paglikha ng kanyang proyekto. Pagkatapos ng kanyang pagpapatupad para sa mga aktibong rebolusyonaryong aktibidad at pagsasalita laban sa monarkiya, ang kanyang imbensyon ay nakalimutan sa mga istante ng archive. Pagkaraan ng ilang oras, nagawang mapabuti ni K. Tsiolkovsky ang mga ideya ni Kibalchich, na nagpapatunay ng posibilidad na tuklasin ang kalawakan sa pamamagitan ng reaktibong pagpapaandar ng mga sasakyang pangkalawakan.

Nang maglaon, sa panahon ng Great Patriotic War, lumitaw ang sikat na Katyusha, field rocket artillery system. Ito ang mapagmahal na pangalan ng mga tao na impormal na ginamit upang sumangguni sa mga makapangyarihang instalasyon na ginagamit ng mga pwersa ng USSR. Hindi alam kung bakit natanggap ng armas ang pangalang ito. Ang dahilan nito ay alinman sa kasikatan ng kanta ni Blanter, o ang titik na "K" sa katawan ng mortar. Sa paglipas ng panahon, ang mga sundalo sa harap na linya ay nagsimulang magbigay ng mga palayaw sa iba pang mga armas, kaya lumikha ng isang bagong tradisyon. Tinawag ng mga German ang combat missile launcher na ito bilang "Stalinist organ" para sa hitsura nito, na kahawig ng isang instrumentong pangmusika at ang tunog na nagmumula sa paglulunsad ng mga missile.

Mundo ng gulay

Ginagamit din ng mga kinatawan ng fauna ang mga batas ng jet propulsion. Karamihan sa mga halaman na may ganitong mga pag-aari ay mga annuals at batang perennials: matinik na pamumula, karaniwang spadefoot spadefoot, impatiens heartwood, two-cut pikulnik, three-veined meringia.

Ang prickly cucumber, na kilala rin bilang crazy cucumber, ay kabilang sa pumpkin family. Ang halaman na ito ay umabot sa malalaking sukat, may makapal na ugat na may magaspang na tangkay at malalaking dahon. Lumalaki ito sa Gitnang Asya, Mediterranean, Caucasus, at karaniwan sa timog ng Russia at Ukraine. Sa loob ng prutas, sa panahon ng pagkahinog ng binhi, ito ay binago sa uhog, na, sa ilalim ng impluwensya ng mga temperatura, ay nagsisimulang mag-ferment at maglabas ng gas. Mas malapit sa ripening, ang presyon sa loob ng prutas ay maaaring umabot sa 8 atmospheres. Pagkatapos, sa isang banayad na pagpindot, ang prutas ay humihiwalay mula sa base at ang mga buto na may likido ay lilipad mula sa prutas sa bilis na 10 m/s. Dahil sa kakayahang mag-shoot ng 12 m ang haba, ang halaman ay tinawag na "ladies pistol".

Ang Impatiens heartwood ay isang malawakang taunang species. Ito ay matatagpuan, bilang isang panuntunan, sa malilim na kagubatan, kasama ang mga pampang ng mga ilog. Minsan sa hilagang-silangan na bahagi ng North America at South Africa, matagumpay itong nag-ugat. Ang touch-me-not ay pinalaganap ng mga buto. Ang mga buto ng mga impatiens ay maliit, tumitimbang ng hindi hihigit sa 5 mg, na itinapon sa layo na 90 cm Salamat sa pamamaraang ito ng pagpapakalat ng binhi, nakuha ng halaman ang pangalan nito.

mundo ng hayop

Jet propulsion - mga kagiliw-giliw na katotohanan tungkol sa mundo ng hayop. Sa mga cephalopod, ang jet propulsion ay nangyayari sa pamamagitan ng tubig na inilalabas sa pamamagitan ng isang siphon, na kadalasang lumiliit sa isang maliit na butas upang makakuha ng pinakamataas na daloy ng pag-expire. Ang tubig ay dumadaan sa mga hasang bago ang pagbuga, na tinutupad ang dalawahang layunin ng paghinga at paggalaw. Ang mga sea hares, na kilala rin bilang mga gastropod, ay gumagamit ng mga katulad na paraan ng paggalaw, ngunit kung wala ang kumplikadong neurological apparatus ng mga cephalopod, sila ay gumagalaw nang mas clumsily.

Ang ilang mga knightfish ay nakagawa din ng jet propulsion, na pinipilit ang tubig sa ibabaw ng kanilang mga hasang upang umakma sa paggalaw ng palikpik.

Sa dragonfly larvae, ang reaktibong puwersa ay nakakamit sa pamamagitan ng pag-alis ng tubig mula sa isang espesyal na lukab sa katawan. Gumagamit din ng jet propulsion ang scallops at cardid, siphonophores, tunics (tulad ng salps) at ilang dikya.

Kadalasan, ang mga scallop ay nakahiga nang tahimik sa ilalim, ngunit kung may panganib, mabilis nilang isinasara ang mga balbula ng kanilang mga shell, kaya itinutulak nila ang tubig. Ang mekanismo ng pag-uugali na ito ay nagsasalita din tungkol sa paggamit ng prinsipyo ng reaktibong paggalaw. Salamat dito, ang mga scallop ay maaaring lumutang at gumagalaw sa malalayong distansya gamit ang pagbubukas-pagsasara ng pamamaraan ng shell.

Ginagamit din ng pusit ang pamamaraang ito, sumisipsip ng tubig, at pagkatapos ay itinulak ito sa funnel nang may malakas na puwersa at gumagalaw sa bilis na hindi bababa sa 70 km/h. Sa pamamagitan ng pagkolekta ng mga galamay sa isang buhol, ang katawan ng pusit ay bumubuo ng isang streamline na hugis. Gamit ang squid engine na ito bilang batayan, ang mga inhinyero ay nagdisenyo ng isang water cannon. Ang tubig sa loob nito ay sinipsip sa silid at pagkatapos ay itinapon sa labas ng nozzle. Kaya, ang barko ay nakadirekta sa kabaligtaran ng direksyon mula sa ejected jet.

Kung ikukumpara sa mga pusit, ginagamit ng mga salp ang pinakamahuhusay na makina, na gumagastos ng isang order ng magnitude na mas kaunting enerhiya kaysa sa mga pusit. Gumagalaw, ang salpa ay naglalabas ng tubig sa butas sa harap, at pagkatapos ay pumapasok sa malawak na lukab kung saan ang mga hasang ay nakaunat. Pagkatapos ng isang paghigop, ang butas ay nagsasara, at sa tulong ng pagkontrata ng mga longitudinal at transverse na kalamnan na pumipilit sa katawan, ang tubig ay inilabas sa pamamagitan ng butas sa likod.

Ang pinaka-kakaiba sa lahat ng mekanismo ng paggalaw ay ang karaniwang pusa. Iminungkahi ni Marcel Despres na ang isang katawan ay may kakayahang ilipat at baguhin ang posisyon nito kahit na sa tulong ng mga panloob na pwersa lamang (nang hindi itinutulak o umaasa sa anumang bagay), mula sa kung saan maaari itong maging konklusyon na ang mga batas ni Newton ay maaaring mali. Ang patunay ng kanyang palagay ay maaaring isang pusang nahulog mula sa taas. Kung siya ay bumagsak nang patiwarik, siya ay makakarating pa rin sa lahat ng kanyang mga paa; ito ay naging isang uri ng axiom. Nang makunan nang detalyado ang paggalaw ng pusa, nakita namin mula sa mga frame ang lahat ng ginawa nito sa hangin. Nakita naming iginalaw niya ang kanyang paa, na nagdulot ng tugon mula sa kanyang katawan, lumingon sa kabilang direksyon kaugnay ng paggalaw ng kanyang paa. Kumilos ayon sa mga batas ni Newton, matagumpay na nakarating ang pusa.

Sa mga hayop, ang lahat ay nangyayari sa antas ng likas na ugali; ang mga tao, naman, ay ginagawa ito nang may kamalayan. Ang mga propesyonal na manlalangoy, na tumalon mula sa tore, ay namamahala sa pag-ikot ng tatlong beses sa hangin, at sa pagkakaroon ng pinamamahalaang upang ihinto ang pag-ikot, ituwid nang mahigpit na patayo at sumisid sa tubig. Ang parehong prinsipyo ay nalalapat sa aerial circus gymnast.

Kahit gaano pa karami ang pagsisikap ng mga tao na lampasan ang kalikasan sa pamamagitan ng pagpapabuti ng mga imbensyon na nilikha nito, hindi pa rin natin nakakamit ang teknolohikal na pagiging perpekto kapag ang mga eroplano ay maaaring ulitin ang mga aksyon ng isang tutubi: mag-hover sa hangin, agad na bumalik o lumipat sa gilid. At lahat ng ito ay nangyayari sa mataas na bilis. Marahil ay lumipas pa ang kaunting oras at ang mga eroplano, salamat sa mga pagsasaayos sa aerodynamics at mga kakayahan ng jet ng mga tutubi, ay makakagawa ng matalim na pagliko at hindi gaanong madaling kapitan sa mga panlabas na kondisyon. Ang pagkakaroon ng pagtingin sa kalikasan, ang tao ay maaari pa ring mapabuti ng marami para sa kapakinabangan ng teknikal na pag-unlad.

Ang mga batas ni Newton ay tumutulong na ipaliwanag ang isang napakahalagang mekanikal na kababalaghan - pagpapaandar ng jet. Ito ang tawag sa paggalaw ng isang katawan na nangyayari kapag ang ilang bahagi nito ay nahiwalay dito sa anumang bilis.

Kunin natin, halimbawa, ang isang bola ng goma ng mga bata, pataasin ito at bitawan. Makikita natin na kapag ang hangin ay nagsimulang umalis dito sa isang direksyon, ang bola mismo ay lilipad sa kabilang direksyon. Ito ay reaktibong paggalaw.

Ang ilang mga kinatawan ng mundo ng hayop ay gumagalaw ayon sa prinsipyo ng jet propulsion, tulad ng mga pusit at octopus. Pana-panahong itinatapon ang tubig na kanilang sinisipsip, nagagawa nilang maabot ang bilis na hanggang 60-70 km/h. Ang dikya, cuttlefish at ilang iba pang mga hayop ay gumagalaw sa katulad na paraan.

Ang mga halimbawa ng jet propulsion ay matatagpuan din sa mundo ng halaman. Halimbawa, ang mga hinog na bunga ng isang "baliw" na pipino, na may kaunting pagpindot, ay tumalbog sa tangkay at isang mapait na likido na may mga buto ay pilit na itinatapon sa butas na nabuo sa site ng pinaghiwalay na tangkay; ang mga pipino mismo ay lumipad sa kabilang direksyon.

Ang reaktibong paggalaw na nangyayari kapag ang tubig ay inilabas ay maaaring maobserbahan sa sumusunod na eksperimento. Ibuhos ang tubig sa isang glass funnel na konektado sa isang goma na tubo na may hugis-L na tip (Larawan 20). Makikita natin na kapag ang tubig ay nagsimulang umagos palabas ng tubo, ang tubo mismo ay magsisimulang gumalaw at lumihis sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng daloy ng tubig.

Ang mga flight ay batay sa prinsipyo ng jet propulsion mga misil. Ang modernong space rocket ay isang napakakomplikadong sasakyang panghimpapawid na binubuo ng daan-daang libo at milyun-milyong bahagi. Ang masa ng rocket ay napakalaki. Binubuo ito ng mass ng working fluid (i.e., mga mainit na gas na nabuo bilang resulta ng fuel combustion at ibinubuga sa anyo ng isang jet stream) at ang pangwakas o, gaya ng sinasabi nila, "dry" na masa ng rocket na natitira pagkatapos ng ang working fluid ay inilalabas mula sa rocket.

Ang "tuyo" na masa ng rocket, sa turn, ay binubuo ng masa ng istraktura (i.e. ang rocket shell, ang mga makina at control system nito) at ang masa ng payload (i.e. mga kagamitang pang-agham, ang katawan ng spacecraft na inilunsad sa orbit. , ang crew at ang system ship life support).

Habang nag-e-expire ang working fluid, ang mga inilabas na tangke, mga sobrang bahagi ng shell, atbp. ay nagsisimulang pasanin ang rocket ng hindi kinakailangang karga, na nagpapahirap sa pagpapabilis. Samakatuwid, upang makamit ang mga bilis ng kosmiko, ang mga composite (o multi-stage) na mga rocket ay ginagamit (Larawan 21). Sa una, ang unang yugto 1 na mga bloke lamang ang gumagana sa naturang mga rocket. Kapag ang mga reserbang gasolina sa mga ito ay naubos, sila ay pinaghihiwalay at ang ikalawang yugto 2 ay naka-on; pagkatapos maubos ang gasolina sa loob nito, hinihiwalay din ito at i-on ang ikatlong yugto 3. Ang satellite o anumang iba pang spacecraft na matatagpuan sa ulo ng rocket ay natatakpan ng isang head fairing 4, ang naka-streamline na hugis nito ay nakakatulong upang mabawasan air resistance kapag lumilipad ang rocket sa atmospera ng Earth.

Kapag ang isang jet ng gas ay pinalabas mula sa isang rocket sa mataas na bilis, ang rocket mismo ay nagmamadali sa kabilang direksyon. Bakit ito nangyayari?

Ayon sa ikatlong batas ni Newton, ang puwersa F kung saan kumikilos ang rocket sa gumaganang likido ay katumbas ng magnitude at kabaligtaran ng direksyon sa puwersa F" kung saan kumikilos ang gumaganang likido sa katawan ng rocket:

Ang Force F" (na tinatawag na reactive force) ay nagpapabilis sa rocket.

Mula sa pagkakapantay-pantay (10.1) sumusunod na ang salpok na ibinibigay sa katawan ay katumbas ng produkto ng puwersa at ang oras ng pagkilos nito. Samakatuwid, ang pantay na puwersa na kumikilos sa parehong oras ay nagbibigay ng pantay na impulses sa mga katawan. Sa kasong ito, ang pulse m p v p na nakuha ng rocket ay dapat na tumutugma sa pulse m gas v gas ng mga ejected gas:

m р v р = m gas v gas

Kasunod nito ang bilis ng rocket

Suriin natin ang resultang expression. Nakikita namin na ang bilis ng rocket ay mas malaki, mas malaki ang bilis ng mga ibinubuga na gas at mas malaki ang ratio ng masa ng gumaganang likido (i.e., ang masa ng gasolina) sa panghuling ("tuyo") na masa ng ang rocket.

Ang formula (12.2) ay tinatayang. Hindi isinasaalang-alang na habang nasusunog ang gasolina, ang masa ng lumilipad na rocket ay nagiging mas kaunti. Ang eksaktong pormula para sa bilis ng rocket ay unang nakuha noong 1897 ni K. E. Tsiolkovsky at samakatuwid ay dinadala ang kanyang pangalan.

Ang Tsiolkovsky formula ay nagbibigay-daan sa iyo upang kalkulahin ang mga reserbang gasolina na kinakailangan upang magbigay ng isang naibigay na bilis ng rocket. Ipinapakita sa talahanayan 3 ang ratio ng paunang masa ng rocket m0 sa huling mass nito m, na tumutugma sa iba't ibang bilis ng rocket sa bilis ng gas jet (kamag-anak sa rocket) v = 4 km/s.

Halimbawa, upang maibigay sa isang rocket ang bilis na lumampas sa bilis ng daloy ng gas ng 4 na beses (v p = 16 km/s), kinakailangan na ang paunang masa ng rocket (kabilang ang gasolina) ay lumampas sa panghuling (“tuyo”) masa ng rocket sa pamamagitan ng 55 beses (m 0 / m = 55). Nangangahulugan ito na ang malaking bahagi ng kabuuang masa ng rocket sa paglulunsad ay dapat na ang masa ng gasolina. Ang kargamento, kung ihahambing, ay dapat magkaroon ng napakaliit na masa.

Ang isang mahalagang kontribusyon sa pagbuo ng teorya ng jet propulsion ay ginawa ng isang kontemporaryo ni K. E. Tsiolkovsky, ang siyentipikong Ruso na si I. V. Meshchersky (1859-1935). Ang equation ng paggalaw ng isang katawan na may variable na masa ay ipinangalan sa kanya.

1. Ano ang jet propulsion? Magbigay ng halimbawa. 2. Sa eksperimento na ipinapakita sa Figure 22, kapag ang tubig ay umaagos palabas sa pamamagitan ng mga curved tubes, ang balde ay umiikot sa direksyon na ipinahiwatig ng arrow. Ipaliwanag ang phenomenon. 3. Ano ang tumutukoy sa bilis na nakuha ng isang rocket pagkatapos ng pagkasunog ng gasolina?